Документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца
| Обозначение: | ПНД Ф 14.1:2:4.48-96 |
| Название рус.: | Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца |
| Статус: | действует |
| Дата актуализации текста: | 05.05.2017 |
| Дата добавления в базу: | 01.09.2013 |
| Утвержден: | 23.03.2011 ФБУ Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия |
| Опубликован: | ФБУ ФЦАО (2011 г. ) |
| Ссылки для скачивания: |
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ
В СФЕРЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
|
УТВЕРЖДАЮ И.о. директора ФБУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» _________________ С.А. Хахалин «23» марта 2011 г. |
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОД
МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ МАССОВОЙ
КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ МЕДИ В ПИТЬЕВЫХ,
ПОВЕРХНОСТНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ
ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
С
ДИЭТИЛДИТИОКАРБАМАТОМ СВИНЦА
ПНД Ф 14.1:2:4.48-96
Методика допущена для целей государственного
экологического контроля
МОСКВА 1996 г.
(издание 2011 г.)
Методика рассмотрена и одобрена федеральным бюджетным учреждением «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия (ФБУ «ФЦАО»).
|
Главный инженер ФБУ «ФЦАО», к.х.н. |
В.С. Талисманов |
Разработчик:
«Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» (ФБУ «ФЦАО»)
Настоящий документ устанавливает методику измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца.
Диапазон измерений от 0,001 до 1,0 мг/дм3.
Если массовая концентрация ионов меди в анализируемой пробе превышает 0,06 мг/дм3, необходимо разбавлять пробу таким образом, чтобы массовая концентрация ионов меди соответствовала регламентированному диапазону.
Если массовая концентрация ионов меди в анализируемой пробе ниже 0,002 мг/дм3, пробу необходимо концентрировать путем упаривания.
Мешающие влияния, обусловленные присутствием комплексных цианидов, органических веществ и висмута в концентрации, превышающей 0,03 мг/дм3, устраняются специальной подготовкой пробы к анализу (п. 9.1).
Значения показателя точности измерений1 - расширенной относительной неопределенности измерений по настоящей методике при коэффициенте охвата 2 приведены в таблице 1. Бюджет неопределенности измерений приведен в Приложении А
.
Таблица 1 - Диапазон измерений, показатели неопределенности измерений
2 Соответствует характеристике погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.
Значения показателя точности методики используют при:
- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;
- оценке качества проведения испытаний в лаборатории;
- оценке возможности использования настоящей методики в конкретной лаборатории.
3.1. Средства измерений, вспомогательное оборудование
Спектрофотометр или фотоколориметр, позволяющий измерять оптическую плотность при длине волны l = 430 нм.
Кюветы с толщиной поглощающего слоя 5 мм.
Весы лабораторные специального класса точности с ценой деления не более 0,1 мг, наибольшим пределом взвешивания не более 210 г по ГОСТ Р 53228-2008.
Плитка электрическая по ГОСТ 14919-83.
Изделия с пористыми пластинами для фильтрования растворов и очистки газов:
пластинки пористые фильтрующие ПОР;
тигли фильтрующие ТФ.
Или фильтры Шотта по ГОСТ 25336-82.
Сушильный шкаф электрический.
Баня песчаная по ТУ 46-775-77.
Государственные стандартные образцы (ГСО) состава раствора ионов меди с массовой концентрацией 1 мг/дм3. Относительная погрешность аттестованных значений массовой концентрации не более 1 % при Р = 0,95.
3.2 Посуда
Колбы мерные 2-100 (500, 1000)-2 по ГОСТ 1770-74.
Колбы конические Кн-1-250-14/23 ТС по ГОСТ 25336-82.
Пипетки с делениями 0,1 см 4(5)-2-1(2); 6(7)-1-5(10) по ГОСТ 29227-91.
Пипетки без делений с 1 отметкой 100, 50 см3 по ГОСТ 29169-91.
Стаканы Н-1-150 ТСХ, ГОСТ 25336-82.
Воронки делительные вместимостью 200, 500 см3, ГОСТ 25336-82.
Цилиндры вместимостью 10, 20, 30, 1000 см3, ГОСТ 1770-74.
Бутыли из стекла или полиэтилена с притертыми или винтовыми пробками вместимостью 500 см3 для отбора и хранения проб.
Примечания.
1 Допускается использование других средств измерений утвержденных типов, обеспечивающих измерения с установленной точностью.
2 Допускается использование другого оборудования с метрологическими и техническими характеристиками, аналогичными указанным.
3 Средства измерений должны быть поверены в установленные сроки.
3.3 Реактивы
Вода бидистиллированная по ТУ 6-09-2502-77.
Аммиак водный по ГОСТ 3760-79.
Натрия N,N-диэтилдитиокарбамат 3-х водный по ГОСТ 8864-71.
Медь сернокислая 5-ти водная по ГОСТ 4165-78.
Кислота серная по ГОСТ 4204-77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.
Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.
Углерод четыреххлористый (тетрахлорид углерода) по ГОСТ 20288-74.
Свинец уксуснокислый 3-х водный по ГОСТ 1027-67.
Гипохлорит кальция по ГОСТ 25263-82
или гипохлорит натрия по ГОСТ 11086.
Примечания.
1 Все реактивы, используемые для измерений, должны быть квалификации ч.д.а. или х.ч.
2 Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных.
Фотометрический метод определения массовой концентрации ионов меди основан на взаимодействии раствора диэтилдитиокарбамата свинца в тетрахлориде углерода с ионами меди в кислой среде (рН = 1,0 - 1,5) с образованием диэтиддитиокарбамата меди, окрашенного в желто-коричневый цвет. Оптическую плотность раствора измеряют при l = 430 нм в кюветах с длиной поглощающего слоя 5 мм.
При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие требования техники безопасности.
5.1 При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.
5.2 Электробезопасность при работе с электроустановками по ГОСТ Р 12.1.019-2009.
5.3 Организация обучения работающих безопасности труда по ГОСТ 12.0.004-90.
5.4 Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.
5.5 Содержание вредных веществ в воздухе не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.
Выполнение измерений может производить химик-аналитик, владеющий техникой экстракционно-фотометрического анализа, изучивший инструкцию по эксплуатации спектрофотометра или фотоколориметра и получивший удовлетворительные результаты при выполнении контроля процедуры измерений.
Измерения проводятся в следующих условиях:
- температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;
- атмосферное давление (84,0 - 106,7) кПа (630 - 800 мм рт.ст);
- относительная влажность не более 80 % при t = 25 °C;
- напряжение сети (220 ± 22) В;
- частота переменного тока (50 ± 1) Гц.
При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы: отбор проб, подготовка прибора к работе, приготовление вспомогательных и градуировочных растворов, построение градуировочного графика, контроль стабильности градуировочной характеристики.
8.1 Отбор и хранение проб воды
8.1.1 Отбор проб питьевых вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб».
Отбор проб поверхностных и сточных вод производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод».
8.1.2 Всю посуду, применяемую в процессе измерений и для отбора проб, необходимо мыть разбавленной 1:1 азотной кислотой.
8.1.3 Пробы воды отбирают в стеклянные или полиэтиленовые бутыли, предварительно ополоснутые отбираемой водой. Объем отбираемой пробы должен быть не менее 500 см3.
8.1.4 Пробы анализируют в день отбора или консервируют следующим образом: к пробе добавляют 5 см3 концентрированной азотной кислоты на 1 дм3 пробы или 5 см3 соляной кислоты (1:1) на 1 дм3. Пробы, содержащие цианиды, не следует консервировать.
8.1.5 При отборе проб составляется сопроводительный документ по утвержденной форме, в которой указывается:
цель анализа, предполагаемые загрязнители;
место, время отбора;
объем пробы;
номер пробы;
должность, фамилия отбирающего пробу, дата.
8.2 Подготовка прибора к работе
Подготовку спектрофотометра или фотоколориметра к работе проводят в соответствии с рабочей инструкцией по эксплуатации прибора.
8.3 Приготовление растворов
8.3.1 Приготовление раствора серной кислоты (1:1).
Смешивают равные объемы концентрированной серной кислоты и бидистиллированной воды, осторожно приливая кислоту к воде. Срок хранения 6 месяцев.
8.3.2 Приготовление раствора серной кислоты (1:3).
1 объём концентрированной серной кислоты добавляют при перемешивании к 3 объемам бидистиллированной воды. Срок хранения 6 месяцев.
8.3.3 Приготовление раствора гипохлорита натрия.
30 г хлорной извести или гипохлорита натрия растворяют в 1 дм3 бидистиллированной воды, 1 см3 раствора должен содержать около 2,5 мг «активного хлора». Срок хранения 10 суток.
8.3.4 Приготовление раствора соляной кислоты.
В мерную колбу вместимостью 1 дм3 наливают 300 см3 бидистиллированной воды, приливают 495 см3 концентрированной соляной кислоты, перемешивают и доводят бидистиллированной водой до метки, перемешивают. Срок хранения не ограничен.
8.3.5 Приготовление раствора соляной кислоты (1:1).
Смешивают равные объемы концентрированной соляной кислоты и бидистиллированной воды, осторожно приливая кислоту к воде. Срок хранения 6 месяцев.
8.3.6 Приготовление раствора азотной кислоты (1:1).
Смешивают равные объемы концентрированной азотной кислоты и бидистиллированной воды, осторожно приливая кислоту к воде. Срок хранения 6 месяцев.
8.3.7 Приготовление раствора диэтилдитиокарбамата свинца в тетрахлориде углерода.
В делительную воронку вместимостью 500 см3 помещают 50 - 100 см3 бидистиллированной воды, прибавляют 0,1 г ацетата свинца, перемешивают до его растворения и вводят раствор 0,1 г диэтилдитиокарбамата натрия, растворенного в небольшом количестве бидистиллята. Образуется белый осадок диэтилдитиокарбамата свинца.
Приливают 250 см3 тетрахлорида углерода и взбалтывают, осадок растворяется в тетрахлориде углерода. Водный слой отбрасывают, органический слой фильтруют через сухой бумажный фильтр, собирая его в мерную колбу вместимостью 500 см3. Разбавив полученный раствор тетрахлоридом углерода до метки, переносят в склянку из темного стекла.
Срок хранения 3 месяца.
8.3.8 Приготовление основного градуировочного раствора ионов меди из ГСО3 с массовой концентрацией 0,1 мг/см3.
_____________
3 Приготовление градуировочных растворов из меди сернокислой приведено в Приложении Б.
Раствор готовят в день проведения измерений, хранению не подлежит.
8.4 Построение градуировочного графика
Таблица 2 - Состав и количество образцов для градуировки
Анализ образцов для градуировки проводят в порядке возрастания их концентрации. Для построения градуировочного графика каждую искусственную смесь необходимо фотометрировать 3 раза с целью исключения случайных результатов и усреднения данных. При построении градуировочного графика по оси ординат откладывают значения оптической плотности, а по оси абсцисс - величину концентрации вещества в мг/дм3.
8.5 Контроль стабильности градуировочной характеристики
где X - результат контрольного измерения массовой концентрации меди в образце для градуировки;
С - аттестованное значение массовой концентрации меди;
uI(TOE) - стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности, %.
Значения uI(TOE) приведены в Приложении А.
9.1 Устранение мешающих влияний
9.1.2 Пробы с высоким содержанием органических веществ, мешающих реакции, необходимо минерализовать выпариванием с азотной и серной кислотами. К отмеренному объему пробы приливают 1 - 2 см3 концентрированной серной кислоты, 3 - 5 см3 концентрированной азотной кислоты, выпаривают в вытяжном шкафу до появления белого дыма серной кислоты. Если полученный раствор будет непрозрачным и окрашенным, прибавляют еще 5 см3 азотной кислоты и вновь выпаривают до появления паров серной кислоты. Операцию повторяют до тех пор, пока раствор не станет прозрачным и бесцветным. Раствор выпаривают досуха. Затем поступают так, как указано в п. 9.1.
9.1.4 При содержании висмута выше 0,03 мг/дм3 полученный раствор диэтилдитиокарбамата в четыреххлористом углероде взбалтывают в течение 0,5 минут с 25 см3 5 - 6 н раствора соляной кислоты. Соединение висмута разрушается, висмут переходит в водный раствор, а соединение меди остается в органическом растворителе.
Пробу разбавляют до 100 см3, приливают 5 капель разбавленной 1:1 соляной кислоты и вводят из бюретки точно 4 см3 раствора диэтилдитиокарбамата свинца в тетрахлориде углерода. Смесь энергично встряхивают 2 минуты. После разделения слоев сливают органический слой в кювету, снабженную крышкой, и как можно быстрее определяют оптическую плотность при l = 430 нм по отношению к тетрахлориду углерода.
Массовую концентрацию меди X (мг/дм3) рассчитывают по формуле
где А - массовая концентрация ионов меди, найденная по градуировочному графику, мг/дм3;
100 - объем, до которого была разбавлена (сконцентрирована) проба, см3;
V - объем, взятый для измерений, см3.
При необходимости за результат измерений Хср принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений Х1 и Х2
(3)
для которых выполняется следующее условие:
где r - предел повторяемости, значения которого приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения предела повторяемости при вероятности Р = 0,95
При невыполнении условия (4) могут быть использованы методы проверки приемлемости результатов параллельных определений и установления окончательного результата согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.
Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, может быть представлен в виде: X ± = 0,01 × U × X, мг/дм3,
где X - результат измерений массовой концентрации, установленный по п. 10, мг/дм3;
Значение U приведено в таблице 1.
При представлении результата измерений в документах, выдаваемых лабораторией, указывают:
- количество результатов параллельных определений, использованных для расчета результата измерений;
Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль процедуры измерений;
Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений и алгоритмы контрольных процедур, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов измерений регламентируют во внутренних документах лаборатории.
12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием метода добавок
Оперативный контроль процедуры измерений проводят путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры Кк с нормативом контроля К.
Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле
(5)
где
- результат измерений массовой
концентрации меди в пробе с известной добавкой - среднее арифметическое двух результатов
параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4).
Норматив контроля К рассчитывают по формуле
где
- стандартные отклонения промежуточной
прецизионности, соответствующие массовой концентрации меди в пробе с известной
добавкой и в исходной пробе соответственно, мг/дм3.
Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:
При невыполнении условия (7) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (7) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
12.2 Оперативный контроль процедуры измерений с использованием образцов для контроля
Результат контрольной процедуры Кк рассчитывают по формуле
где Сср - результат анализа массовой концентрации меди в образце для контроля - среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, расхождение между которыми удовлетворяет условию (4);
С - аттестованное значение образца для контроля.
Норматив контроля К рассчитывают по формуле
Процедуру измерений признают удовлетворительной, при выполнении условия:
При невыполнении условия (10) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (10) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
Таблица 4 - Значения предела воспроизводимости при вероятности Р = 0,95
При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно раздела 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.
Таблица А.1 - Бюджет неопределенности измерений
|
Источник неопределенности |
Оценка типа |
Стандартная относительная неопределенность5, % |
||
|
(от 0,001 - 0,005) мг/дм3 |
(св. 0,005 - 0,01) мг/дм3 |
(св. 0,01 - 1) мг/дм3 |
||
|
Приготовление градуировочных растворов, u1, % |
В |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
|
Степень чистоты реактивов и дистиллированной воды, и2, % |
В |
2,3 |
1,8 |
1,8 |
|
Подготовка проб к анализу, и3, % |
В |
2,2 |
1,5 |
1,5 |
|
Стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях повторяемости6, иr (sr), % |
А |
16 |
10 |
7 |
|
Стандартное отклонение результатов измерений, полученных в условиях промежуточной прецизионности6, uI(TOE) (sI(TOE)), % |
А |
17 |
11 |
7,5 |
|
Стандартное отклонение измерений полученных в условиях воспроизводимости, uR(sR), % |
А |
18 |
12 |
8 |
|
Суммарная стандартная относительная неопределенность, ис, % |
24 |
15 |
10 |
|
|
Расширенная относительная неопределенность, (Uomн.) при k = 2, % |
48 |
30 |
20 |
|
|
Примечания. 1 Оценка (неопределенности) типа А получена путем статистического анализа ряда наблюдений 2 Оценка (неопределенности) типа В получена способами, отличными от статистического анализа ряда наблюдений. |
||||
_____________
5 Соответствует характеристике относительной погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95.
6 Согласно ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 учтено при расчете стандартного отклонения результатов измерений, получаемых в условиях воспроизводимости.
Приготовление градуировочных растворов из меди или меди сернокислой
Б.1 Приготовление основного градуировочного раствора
0,200 г медной фольги или медной проволоки растворяют в 10 см3 разбавленной (1:1) азотной кислоты. После растворения приливают 1 см3 концентрированной серной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. Объем раствора доводят при 20 °С до 1 дм3.
1 см3 раствора содержит 0,200 мг меди.
Или: 0,393 г сернокислой меди (CuSO4×5Н2O) растворяют в мерной колбе, вместимостью 0,5 дм3 в небольшом количестве воды, подкисленной 1 см3 серной кислоты (1:5), и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. 1 см3 раствора содержит 0,200 мг меди.
Раствор годен в течение 3 месяцев.
Б.2 Приготовление рабочего градуировочного раствора (1).
250 см3 основного раствора разбавляют до объема 1 дм3. Применяют всегда свежеприготовленный раствор.
1 см3 раствора содержит 0,05 мг меди.
Б.3 Приготовление рабочего градуировочного раствора (2).
20,0 см3 рабочего раствора (1) разбавляют до 1 дм3. Применяют всегда свежеприготовленный раствор.
1 см3 раствора содержит 0,001 мг меди.